diffraction

[Powerdoc]

Au final on constate que les règles n'ont pas changée depuis l'argentique. Celui qui veut beaucoup de résolution doit augmenter la surface du capteur sauf que ça plafonne à des timbres poste en numérique...A quand un capteur 4x5" ? 

c'est plus compliqué que cela, vu que plus tu augmente le format, plus tu diminue la profondeur de champ a angle de vue égal.

[MarcF44]

c'est plus compliqué que cela, vu que plus tu augmente le format, plus tu diminue la profondeur de champ a angle de vue égal.

Oui mais en pratique c'est comme cela que ça se passe, les tirages issus de grand format (*) ont plus de définition que le 24x36 

(*) car c'est comme tout cela nécessite de la technique. On peut également penser que la diffraction est moins sensible sur de très grand formats ? Décalage du problème mais solde plus positif ?

[One way]

Il faudrait une fois pour toute se mettre dans la tête qu'il faut multiplier par 2,25 le nombre de pixels entre un APS C ratio 1.5 et un FF. L'équivalent de 20 Mp en APS C Nikon c'est 45 Mp en FF.

Powerdoc, il n'y a aucun lien du style règle de 3 pour calculer la diffraction. Essayes plutôt la transformé de Fourrier d'un réseau composé de Xmpix sur la surface du capteur. Mais n'oublies pas que les ondes incidentes arrivent après le filtrage spatial correspondant à l'iris de l'optique et donc qu'il faut en premier faire la fonction de transfert correspondante.

L'optique c'est une science et un métier.

[Powerdoc]

Powerdoc, il n'y a aucun lien du style règle de 3 pour calculer la diffraction. Essayes plutôt la transformé de Fourrier d'un réseau composé de Xmpix sur la surface du capteur.

Il y a une simple régle pour calculer la surface qui s'appelle le carré de la diagonale si le format est homothétique.
En surface un FF est 2,25 fois plus grand qu'un APS C (Nikon) . Fourrier n'a rien à faire dans ce très simple constat.
Donc du point de vue de la diffraction un FF de 45 Mp se comporte exactement comme un APS de 20 millions, car la taille des photosites est la même.

Après si tu veux prédire en FTM ce que va faire le filtre passe bas , les microlentilles , il est probable que l'utilisation des transformés de Fourrier soit très utile (mais là cela dépasse mes compétences) . Donc désolé quand tu dis qu'un APS C de 20 millions a la même diffraction qu'un 30 millions sur FF tu te trompes. peut etre sur les bords, mais certainement pas au centre puisque le capteur APS C n'est qu'un crop du FF, et que le tirage optique est le même.

[One way]

Powerdoc, je ne suis pas Don Quichotte donc je ne me battrais pas contre des moulins. La photo n'est qu'un loisir et je laisse les calculs en sortant du bureau.

Un peu comme Silver-dot, il est vrai que je devrais plus prendre de recul sur le forum car finalement cela ne débouche que sur des confrontations.

[Powerdoc]

Powerdoc, je ne suis pas Don Quichotte donc je ne me battrais pas contre des moulins. Soit tu me crois car je n'

tu peux me prendre de haut, mais un appareil APS C n'est qu'un crop d'un FF. (d'ailleurs les optiques FF sont compatibles).
Donc a taille de photosites égale, la diffraction est égale. C'est un raisonnement simple et indiscutable. Je peux te parier une bouteille de champagne la dessus.

Je met un bémol sur le comportement dans les angles et sur les bords, du fait de l'obliquité plus grande des rayons.

[One way]

Je ne prend personne de haut et rien de la sorte dans mes propos. Bonne soirée.

[Powerdoc]

Je ne prend personne de haut et rien de la sorte dans mes propos. Bonne soirée.

alors accepte mon pari.

Les calculs seront simples puisque la taille des photosites dans les deux cas sont les mêmes, que le tirage optique est le même et que le diaphragme est le même (puisqu'on utilise la même optique) on aboutit forcément à la même chose.

Je pense que ton travail te fatigues.
Je n'irai pas plus loin, d'autres interviendront sur ce sujet.

[GBo]

et où ai-je dis que c'était inutilisable au delà de f/5.6 , les tests montrent une dégradation , après chacun choisit sa limite selon ses propres besoins ... et ses propres yeux
[...]

Salut erickb,

Tu dis qu'un objectif qui a son max de résolution disons à f/8 sur un capteur N, verra son max de résolution passer à f/5.6 sur un capteur N' de même dimension mais beaucoup plus dense en pixels. C'est bien ta théorie et celle de digllyod ?

Si oui où sont les tests dont tu parles ?
=> Le premier lien que tu as fourni, je l'ai lu (les 3 volets), et à ma grande déception je ne trouve pas de comparatif sur mire du max de résolution du même objectif sur deux capteurs de dimension égale mais de densité en pixels différente.

http://diglloyd.com/articles/Diffraction/Diffraction-TechnicalChallenge.html
http://diglloyd.com/articles/Diffraction/Diffraction-example.html
http://diglloyd.com/articles/Diffraction/Diffraction-example-1DsM3.html

=> Le deuxième lien nécessite un mot de passe que tu n'as pas fourni (article payant ?)
http://diglloyd.com/prem/prot/LEICA/LeicaS2/conclusions.html

Aurais-tu un lien qui démontre clairement et gratuitement cette théorie par des tests professionnels sur mire, de sorte que tout le monde puisse s'en convaincre ?

cdlt,
GBo

[Powerdoc]

Salut erickb,
Tu dis qu'un objectif qui avait son max de résolution disons à f/8 sur un capteur N, verra son max de résolution passer à f/5.6 sur un capteur N' de même dimension mais beaucoup plus dense en pixels. C'est bien ta théorie et celle de digllyod ?
Où sont les tests ?
=> Le premier lien que tu as fourni, je l'ai lu (les 3 volets), et à ma grande déception je ne trouve pas de comparatif sur mire du max de résolution du même objectif sur deux capteurs de dimension égale mais de densité en pixels différente.

http://diglloyd.com/articles/Diffraction/Diffraction-TechnicalChallenge.html
http://diglloyd.com/articles/Diffraction/Diffraction-example.html
http://diglloyd.com/articles/Diffraction/Diffraction-example-1DsM3.html

=> Le deuxième lien nécessite un mot de passe que tu n'as pas fourni.
http://diglloyd.com/prem/prot/LEICA/LeicaS2/conclusions.html

Aurais-tu un article qui démontre clairement cette théorie par des tests professionnels sur mire, de sorte que tout le monde puisse d'en convaincre ?

cdlt,
GBo

il y avait un papier zeiss, qui montre qu'avec la même optique on obtient une meilleure resolution avec un capteur ff de 24 qu'un capteur ff de 12, même à F22. L'explication que la resolution est une fonction de transfert qui dépend de l'optique mais aussi du capteur (ou du film).

[GBo]

il y avait un papier zeiss, qui montre qu'avec la même optique on obtient une meilleure resolution avec un capteur ff de 24 qu'un capteur ff de 12, même à F22. L'explication que la resolution est une fonction de transfert qui dépend de l'optique mais aussi du capteur (ou du film).

Je suis au courant, mais ça ne répond pas à ma question. La théorie d'Erickb n'est pas conventionnelle, lis bien ce qu'il a dit sur l'autre post ("Quelles consequences à passer à un capteur de 24M ?") à propos de la tache d'Airy qui grandirait (en valeur absolue) quand les pixels rapetissent.

[Powerdoc]

Je suis au courant, mais ça ne répond pas à ma question. La théorie d'Erickb n'est pas conventionnelle, lis bien ce qu'il a dit sur l'autre post ("Quelles consequences à passer à un capteur de 24M ?") à propos de la tache d'Airy qui grandirait quand les pixels rapetissent.

j'ai bien lu, mais sur le docu Zeiss (je ne sais plus ou je l'ai mis) , il est marqué que même en pleine zone de diffraction (F22) la résolution du capteur qui a le plus grand nombre de photosites est meilleure).
La tache d'airy grandit si on la compte en nombre de pixels, mais pas sur une taille physique donnée.
J'ai regardé les équations sur la diffraction et je n'ai rien trouvé qui parlerait d'une variable liée au capteur.

[GBo]

j'ai bien lu, mais sur le docu Zeiss (je ne sais plus ou je l'ai mis) , il est marqué que même en pleine zone de diffraction (F22) la résolution du capteur qui a le plus grand nombre de photosites est meilleure).

Ce n'est pas forcément contradictoire car l'affirmation d'erickb est relative.
Max de résolution à f/8 sur capteur N, résolution = R[at]f/8
Max de résolution à f/5.6 sur capteur N', résolution = R'[at]f/5.6
Rien n'est indiqué en valeur absolue dans la théorie non conventionnelle d'erickb, si ça se trouve R'[at]f/5.6 > R[at]f/8, bien que R[at]f/5.6 < R[at]f/8. Tout est possible.

[Powerdoc]

Ce n'est pas forcément contradictoire car l'affirmation d'erickb est relative.
Max de résolution à f/8 sur capteur N, résolution = R[at]f/8
Max de résolution à f/5.6 sur capteur N', résolution = R'[at]f/5.6
Rien n'est indiqué en valeur absolue dans la théorie non conventionnelle, si ça se trouve R'[at]f/5.6 > R[at]f/8, bien que R[at]f/5.6 < R[at]f/8. Tout est possible.

oui je vois, mais rien dans les lois de l'optique indique que le cercle d'airy deviens plus gros avec les photosites les plus petits. Ce serait en totale contradiction avec les lois de l'optique.

[Powerdoc]

j'ai jamais dis ça , j'ai dis que si l'espace entre les photosites est trop petit (le pitch)  ils se font de l'ombre
prend un abonnement chez Diglloyd ça vaut le coup  et ça n'empêche pas de faire des photos

effectivement ce n'est pas du tout la même chose.

Pour Digiloyd j'ai failli prendre l'abonnement, mais il fallait que j'ouvre un compte paypal ce qui m'a gonflé.

[GBo]

j'ai jamais dis ça [...]

http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,132353.msg2485638.html#msg2485638
Erickb : [...] on arrive a des seuils ou la qualité baisse  à f/8 ... f/11 [...]
GBo : Les taches d'Airy grossissent au fur et à mesure qu'on densifie les capteurs, c'est ça que tu veux dire ?
Erickb : quand l'espace entre les pixels est trop petit oui

On va dire qu'on s'est mal compris

[dioptre]

La diffraction entraînée par le réseau de diffraction généré par la grille des pixels d'un capteur comme toute l'optique est calculable sans avoir fait Sup-optique.

Donc désolé quand tu dis qu'un APS C de 20 millions a la même diffraction qu'un 30 millions sur FF tu te trompes. peut etre sur les bords, mais certainement pas au centre puisque le capteur APS C n'est qu'un crop du FF, et que le tirage optique est le même.

Mais enfin dans le système photographique il n'y a qu'une seule chose qui introduit de la diffraction : c'est l'objectif.

La tache de diffraction d'un objectif ne dépend que du nombre d'ouverture de cet objectif et rien d'autre.
Et cette tache est " projetée " sur un film,  un capteur, un écran... tout ce que vous voulez.
Dire que le capteur a un réseau de diffraction ou qu'un APS C à la même ou pas la même diffraction qu'un autre sont des inepties.

Par contre la tache de diffraction " atterrit " sur un récepteur qui a une certaine résolution et il y a toute une " tambouille " entre la dimension de cette tache et la résolution du capteur.

La tache recouvre-t-elle une paire de pixels du capteur, plus ? ou moins ?
Quel contraste ?
Et que dire des aberrations qui abaissent fortement  ( plus ou moins ) la résolution de l'objectif ?
Aucun test fut-il de diglloyd ( que j'aime bien par ailleurs ) ne s'abstrait des aberrations. Et en définitive il nous dit ce qu'on savait depuis longtemps : l'optimum d'un objectif c'est fermé de 2 diaphs et pas plus que f/11.

remarque :

es taches d'Airy grossissent au fur et à mesure qu'on densifie les capteurs, c'est ça que tu veux dire ?

J'espère que ce n'est pas ce qu'il a voulu dire !!

[Powerdoc]

Mais enfin dans le système photographique il n'y a qu'une seule chose qui introduit de la diffraction : c'est l'objectif.

La tache de diffraction d'un objectif ne dépend que du nombre d'ouverture de cet objectif et rien d'autre.
Et cette tache est " projetée " sur un film,  un capteur, un écran... tout ce que vous voulez.
Dire que le capteur a un réseau de diffraction ou qu'un APS C à la même ou pas la même diffraction qu'un autre sont des inepties.

Par contre la tache de diffraction " atterrit " sur un récepteur qui a une certaine résolution et il y a toute une " tambouille " entre la dimension de cette tache et la résolution du capteur.

La tache recouvre-t-elle une paire de pixels du capteur, plus ? ou moins ?
Quel contraste ?
Et que dire des aberrations qui abaissent fortement  ( plus ou moins ) la résolution de l'objectif ?
Aucun test fut-il de diglloyd ( que j'aime bien par ailleurs ) ne s'abstrait des aberrations. Et en définitive il nous dit ce qu'on savait depuis longtemps : l'optimum d'un objectif c'est fermé de 2 diaphs et pas plus que f/11.

remarque : J'espère que ce n'est pas ce qu'il a voulu dire !!

Tu as raison, je me suis mal exprimé, on va dire que les photosites plus petits sont plus discriminatifs  (c'est à dire qu'ils enregistrent mieux) la diffraction que les photosites plus gros. Partant de là, je soutiens que ce n'est pas la taille du capteur qui compte pour cette "sensibilité", mais la taille du photosite uniquement.

[MarcF44]

Un modèle extraordinaire c'est l'oeil...petit capteur, beaucoup de photosites, on ne souffre pas beaucoup de la diffraction !

L'avenir c'est donc le compact à capteur très haute résolution.

[GBo]

pourquoi joues tu sans cesse sur les mots ?

Non, jamais, j'essaie au contraire (comme ce soir) de reformuler en termes précis et réfutables ce que tu dis.

ailleurs j'ai mis

When the diameter of the airy disk's central peak becomes large relative to the pixel size in the camera (or maximum tolerable circle of confusion), it begins to have a visual impact on the image. Alternatively, if two airy disks become any closer than half their width they are also no longer resolvable (Rayleigh criterion).
c'est clair il me semble

C'est clair. Sauf que puisque les taches d'Airy restent constantes (tant pis pour le Nobel), comment expliquer l'affirmation initiale qui m'a fait réagir, à savoir, comme conséquence de la montée en pixels :

Erickb : " [...] ce débat existe pas des le début sous cette forme pour les professionnels, on arrive a des seuils ou la qualité baisse  à f/8 ... f/11 "
Ce qui est en ligne avec ce que tu soutiens dans cette filière ouverte spécialement.

Explications ? tests montrant la baisse de qualité ? de définition ?

[dioptre]

La tache de diffraction ( tache d'Airy ) est formée d'un disque central qui contient 84% de l'énergie lumineuse entouré d'anneaux ( on a 91 % de l'énergie lumineuse si on intègre le premier anneau ; 94% si on intègre les deux premiers anneaux)

Les opticiens se contentent du disque central pour caractériser la tache.
Cette tache ne concerne exclusivement que le système optique. Parler de diffraction à propos d'un film ou d'un capteur n'a aucun sens ici ( on parlera de résolution ).
Le diamètre du disque d'Airy ( la tache de diffraction ) est donnée par la formule :
D = 2,44xNxlambda ou N est le nombre d'ouverture et lambda la longueur d'onde de la lumière ( entre 0,4 et 0,8 microns). D varie suivant le choix de lambda c'est pourquoi suivant ce choix on ne trouve pas tout à fait le même chiffre.
Par exemple pour N= 8 on a D = de 10 à 12 microns.

Pour donner l'équivalent en paire de lignes par mm :
pl/mm = 1000/Nxlambda, avec lambda exprimé en microns.
Formule qui est très optimiste puisque c'est obtenu à zéro de contraste Fréquence de coupure de la FTM=0.
En prenant une longueur d'onde moyenne de 0,6 la formule devient :
Pl/mm = 1666/N

La formule de Rayleigh va donner le résultat pour un contraste de 9%
pl/mm = 1000/1,22xNxlambda = 820/Nxlambda
Avec la longueur d'onde de 0,6 la formule devient :
pl/mm = 1366/N

Pour un contraste de 50% (donné dans certains tests d'objectifs )
pl/mm = 380/Nxlambda.

Pour simplifier les calculs et se donner un peu de marge ( contraste de qq % plus réaliste que 0%) on prend souvent 1500 / N

d'ou le tableau donnant successivement:
le diaph, le diamètre de la tache d'Airy en microns et la résolution maxi à quelques % de contraste :

f/2.........2,7........750
f/2,8..... 3,8........540
f/4.........5,4........375
f/5,6.......7,5.......270
f/8..........11........190
f/11........15........136
f/16........22..........94
f/22........30..........70
f/32........43..........47
f/45........60..........33
 

A 50% de contraste donnons pour différents diaph ce nombre de pl/mm

N= 2 on a ....315 pl/mm
N=2,8 on a ...225
N=4 on a ......158
N=5,6 on a ....112
N=8 on a .........78
N=11 on a .......56
N=16 on a .......39
N=22 on a ........28 pl/mm

Certains auteurs donnent des chiffres un peu différents suivant le taux de contraste choisi et suivant la longueur d'onde choisie.
Mais cela donne la performance maximum, idéale d'un objectif parfait qui n'aurait aucun défaut.
Et on remarque que seul intervient alors le nombre d'ouverture car la diffraction résulte de la seule nature de la lumière qui traverse un trou.

résolution capteur

La limite de résolution du capteur ( fréquence de Nyquist) est en paire de lignes par mm :
NF = 1 / taille pixelx2

plutôt que la taille on considère le pas de la grille ( taille du pixel par abus de langage ) en divisant la dimension du capteur par le nombre de pixels dans cette dimension

taille pixel x 2 donne la période car il faut deux pixels pour une période

tableau donnant la dimension des pixels en microns et la limite de résolution :
1,45 microns et 345 pl/mm
2,7 et .................185
3,4 et .................147
4,6 et ..................109
5 et .....................100
6,4 et ....................78
7 et .......................71
10 et .....................50
13 et .....................38

Maintenant je vous laisse introduire le contraste, le cercle de confusion, les aberrations de l'objectif, les inclinaisons des rayons lumineux. Mélanger le tout avec les dimensions de la tache de diffraction et la résolution du capteur sans oublier les dimensions du capteur ! Très important les dimensions du capteur !

Un exemple :
diamètre tache de diffraction pour une ouverture de 8 : 10 à 12 microns

supposons un capteur 24x36 mm dont on veut tirer un 24x36 cm donc un agrandissement de 10 fois en linéaire
La tache de diffraction fera de 100 à 120 microns de diamètre, soit 0,1 à 0,12 mm

supposons un capteur de 6x8 mm
Pour avoir un 24x32 cm il faut agrandir de 40 fois en linéaire soit une tache de diffraction de 400 à 480 microns soit 0,4 à 0,48 mm

A 30 cm la limite de séparation de l'oeil est d'environ 0,1 mm.

[Powerdoc]

Non, jamais, j'essaie au contraire de reformuler en termes précis et réfutables ce que tu dis.

C'est clair. Sauf que puisque les taches d'Airy restent constantes (tant pis pour le Nobel), comment expliquer l'affirmation initiale qui m'a fait réagir, à savoir, comme conséquence de la montée en pixels :

Erickb : " [...] ce débat existe pas des le début sous cette forme pour les professionnels, on arrive a des seuils ou la qualité baisse  à f/8 ... f/11 "
Ce qui est en ligne avec ce que tu soutiens dans cette filière ouverte spécialement.

Explications ? tests montrant la baisse de qualité ? de définition ?

La qualité baisse oui, c'est logique et parfaitement expliquée par Dioptre,  simplement on le verra plus tard avec un capteur à  gros photosites qu'un capteur à petit photosite. La diffraction ne dépend pas du film ou du capteur, mais ce dernier peut detecter le problème plus ou moins rapidement en fonction de la taille des photosites.

[GBo]

[...] tu cherches quoi j'ai toujours pas compris

Puisque tu n'as rien montré de probant dans cette filière, je cherche à voir des tests professionnels sur mire prouvant ce que tu annonces, à savoir, en reformulant en termes précis et réfutables:

Un objectif qui a son max de résolution disons à f/8 sur un capteur N, verra son max de résolution passer à f/5.6 sur un capteur N' de même dimension mais beaucoup plus dense en pixels.

Ne me dis pas dans trois jours que ce n'est pas ça que tu voulais dire, dis le tout de suite s'il te plait 

[Verso92]

exactement mais à ça il faut ajouter la  finesse des optiques à résoudre la finesse des capteurs , et si on sait mettre 200 mp sur un sucre personne n'a jamais fait d'optique de cette finesse
la diffraction se percevra plus tôt selon ce couple capteur/optiques

Plus le capteur est petit, plus on sait faire des optiques HR (cf compacts)...

[GBo]

La qualité baisse oui, c'est logique et parfaitement expliquée par Dioptre, [...]

dioptre n'a rien expliqué de tel.
Au contraire, en augmentant le nombre de pixels sur une surface de capteur donnée, à taille de tirage constante, sur le plan de la diffraction puisque c'est le sujet, pour chaque f-stop "diffraction-limited" de l'objectif utilisé pour le test de montée en pixels :
- soit la résolution va augmenter si c'était le capteur peu dense le maillon limitant
- soit la résolution va plafonner si c'est l'optique le maillon limitant
Où est la dégradation ?